Usando plataformas de virtualização VMware com o EMC VPLEX

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1 Usando plataformas de virtualização VMware com o EMC VPLEX Planejamento de práticas recomendadas Resumo Este white paper descreve os recursos e as funções do EMC VPLEX que concernem as plataformas de virtualização VMware. Também são apresentadas as práticas recomendadas para a configuração de um ambiente VMware para utilizar o EMC VPLEX da maneira ideal. O documento também aborda metodologias para migrar de uma implementação VMware existente para a família EMC VPLEX. Maio de 2010

2 Copyright 2010 EMC Corporation. Todos os direitos reservados. A EMC atesta que as informações apresentadas neste documento são precisas e estão de acordo com as suas práticas comerciais na data de publicação. As informações estão sujeitas a alterações de acordo com seus termos sem aviso prévio. AS INFORMAÇÕES NESTA PUBLICAÇÃO SÃO FORNECIDAS "NO ESTADO EM QUE SE ENCONTRAM". A EMC CORPORATION NÃO GARANTE NEM REPRESENTA NENHUM TIPO DE INFORMAÇÃO CONTIDA NESTA PUBLICAÇÃO E ESPECIFICAMENTE SE ISENTA DAS GARANTIAS IMPLÍCITAS DE COMERCIALIZAÇÃO OU USO PARA UM PROPÓSITO ESPECÍFICO. O uso, a cópia e a distribuição de qualquer software da EMC descrito nesta publicação exigem uma licença de software apropriada. Para obter uma lista mais atualizada de produtos da EMC, consulte EMC Corporation Trademarks no site EMC2.com.br. Todas as outras marcas comerciais utilizadas neste documento pertencem a seus respectivos proprietários. Número da peça h7118 Planejamento de práticas recomendadas 2

3 Índice Resumo executivo... 4 Introdução... 4 Público... 4 Visão geral do EMC VPLEX... 5 Arquitetura EMC VPLEX... 5 Família EMC VPLEX... 6 Arquitetura de clustering EMC VPLEX... 6 Provisionando o armazenamento do VPLEX para ambientes VMware... 8 Considerações sobre conectividade Função de múltiplos caminhos e balanceamento de carga Servidor VMware ESX versão 3 e balanceamento de carga estática...18 Servidor VMware ESX versão 4 e NMP...19 Servidor VMware ESX versão 4 com PowerPath/VE...20 Migrando ambientes VMware existentes para o VLEX Migrações que não causam interrupções usando o Storage VMotion...24 Migração usando o encapsulamento de dispositivos existentes...26 Implementações VMware em um ambiente VPLEX Metro Configuração de cluster VMware...33 Migração sem interrupções de máquinas virtuais com o VMotion...38 Alterando a configuração de volumes não replicados do VPLEX Metro...40 vcenter Server virtualizado no VPLEX Metro...43 Conclusão Referências Planejamento de práticas recomendadas 3

4 Resumo executivo A família de produtos EMC VPLEX, que executa o sistema operacional EMC GeoSynchrony, proporciona uma ampla oferta de novos recursos e funcionalidades para a era da computação em nuvem. O EMC VPLEX vai além das barreiras físicas do data center e dá aos usuários o acesso a uma cópia única dos dados de diferentes locais geográficos, simultaneamente, permitindo uma migração transparente de máquinas virtuais em execução entre os data centers. Esse recurso permite o compartilhamento transparente da carga entre vários locais, com a flexibilidade de migrar cargas de trabalho entre locais antes dos eventos planejados. Além disso, no caso de um evento não planejado que cause interrupção dos serviços em um dos data centers, os serviços com falha poderão ser reiniciados no site sobrevivente com um esforço mínimo, reduzindo também o RTO (Recovery Time Objective, objetivo de tempo de recuperação). A plataforma VMware virtualiza toda a infraestrutura de TI, inclusive servidores, armazenamento e redes. O software VMware agrega esses recursos e apresenta um conjunto uniforme de elementos no ambiente virtual. Assim, o VMware vsphere 4 leva o poder da computação em nuvem ao data center, reduzindo os custos de TI e melhorando a eficácia da infraestrutura. Além disso, para os provedores de serviços de hospedagem, o VMware vsphere 4 proporciona um caminho mais econômico e eficiente para oferecer serviços em nuvem compatíveis com as infraestruturas em nuvem interna dos clientes. O VMware vsphere 4 oferece melhorias significativas no desempenho e dimensionamento, com relação à geração anterior, o VMware Infrastructure 3, permitindo que até mesmo os aplicativos que consomem mais recursos, como grandes bancos de dados, sejam implementados em nuvens internas. Com esses avanços no desempenho e no dimensionamento, o VMware vsphere 4 pode oferecer uma nuvem interna 100% virtualizada. Por esse motivo, a família EMC VPLEX se ajusta naturalmente a ambientes de virtualização baseados em tecnologias VMware. A capacidade do EMC VPLEX de fornecer agrupamento local e distribuído, que possibilita a cooperação transparente de elementos de dados físicos em um só local ou em dois locais geograficamente separados, permite aos administradores de TI ir além das barreiras físicas para expandir suas ofertas de nuvem baseadas em VMware. Os recursos de agrupamento local do EMC VPLEX permitem a coleta de soluções heterogêneas de armazenamento de dados em um local físico e apresentam o armazenamento como um pool de recursos para a plataforma de virtualização VMware, proporcionando, assim, os princípios básicos de uma oferta de nuvem. Especificamente, estender os recursos do VPLEX a vários data centers permite aos administradores de TI empregar as ofertas de nuvem privada ou pública dos provedores de serviços de hospedagem. Assim, a sinergia proporcionada por uma oferta de virtualização VMware conectada ao EMC VPLEX ajuda os clientes a reduzir o custo total de propriedade, além de oferecer um serviço dinâmico que possa responder com rapidez às mudanças nas necessidades dos negócios. Introdução Este white paper apresenta aos leitores a família EMC VPLEX, sua infraestrutura de clusters, as funções e os recursos relevantes para soluções que viabilizam nuvens privadas. Em seguida, o documento aborda o provisionamento de armazenamento do VPLEX para ambientes VMware e apresenta diretrizes sobre a metodologia ideal para conectar plataformas de virtualização VMware ao EMC VPLEX e para selecionar uma política de múltiplos caminhos a fim de obter a melhor capacidade de recuperação e o melhor desempenho possíveis de um ambiente virtualizado. O documento também apresenta várias técnicas para migrar implementações VMware existentes para o EMC VPLEX. Por último, o documento discute as práticas recomendadas para utilizar o EMC VPLEX Metro em um ambiente VMware de modo a oferecer o máximo de flexibilidade, capacidade de recuperação e proteção de dados e para minimizar os riscos causados pela indisponibilidade de dados devido a eventos não planejados. Público Este white paper destina-se a administradores de VMware, administradores de armazenamento e arquitetos de TI que são responsáveis pela arquitetura, criação, gerenciamento e utilização de ambientes de TI virtualizados que usam as tecnologias VMware vsphere e EMC VPLEX. O white paper presume que o leitor esteja familiarizado com a tecnologia VMware, com o EMC VPLEX e os produtos de software relacionados. Planejamento de práticas recomendadas 4

5 Visão geral do EMC VPLEX A família EMC VPLEX com o sistema operacional EMC GeoSynchrony é uma solução de agrupamento com base em SAN que elimina as barreiras físicas de um ou de vários data centers virtualizados. O EMC VPLEX é a primeira plataforma do mundo que oferece agrupamento local e distribuído. O agrupamento local oferece a cooperação transparente de elementos de armazenamento físico em um local, enquanto o agrupamento distribuído estende o conceito entre dois locais à distância. O agrupamento distribuído é viabilizado pelo AccessAnywhere, uma tecnologia inovadora disponível com o VPLEX que permite compartilhar, acessar e realocar uma única cópia de dados à distância. A combinação de um data center virtualizado com a oferta EMC VPLEX oferece aos clientes formas completamente novas de solucionar problemas de TI e apresentar novos modelos de computação. Especificamente, os clientes podem: Mover aplicativos virtualizados em data centers Habilitar o balanceamento de cargas de trabalho e a realocação em locais Agregar data centers e disponibilidade de "24 horas por dia, para sempre" Arquitetura EMC VPLEX O EMC VPLEX representa a última geração da arquitetura para mobilidade de dados e acesso às informações. A nova arquitetura toma por base os mais de 20 anos de expertise da EMC em projeto, implementação e aperfeiçoamento de soluções corporativas de cache inteligente e proteção de dados distribuídos. Como mostra a Figura 1, o VPLEX é uma solução destinada a agrupar armazenamento EMC e não-emc. O VPLEX situa-se entre os servidores e os ativos de armazenamento heterogêneo e apresenta uma nova arquitetura com características únicas: Hardware de clustering scale-out, que permite aos clientes começar pequeno e crescer com níveis de serviço previsíveis Cache avançado de dados, que utiliza cache SDRAM de grande escala para melhorar o desempenho e reduzir a latência de I/O e o conflito de acesso de arrays Coerência de cache distribuído para compartilhamento, balanceamento e failover automáticos de I/O no cluster Uma exibição consistente de um ou mais LUNs entre clusters VPLEX, separados por alguns metros em um data center ou por distâncias síncronas, permitindo novos modelos de alta disponibilidade e realocação de cargas de trabalho Figura 1. Capacidade do EMC VPLEX de agrupar armazenamento heterogêneo Planejamento de práticas recomendadas 5

6 Família EMC VPLEX A família EMC VPLEX consiste em duas ofertas: VPLEX Local: esta solução é adequada para clientes que gostariam de agrupar sistemas de armazenamento homogêneos ou heterogêneos em um data center e para gerenciar a mobilidade de dados entre entidades de armazenamento de dados físicos. VPLEX Metro: a solução se destina a clientes que exigem acesso simultâneo e mobilidade de dados entre dois locais separados por distâncias síncronas. A oferta do VPLEX Metro também inclui um recurso exclusivo no qual um local remoto VPLEX Metro pode apresentar LUNs sem a necessidade do respectivo armazenamento físico no local remoto. A Figura 2 mostra a família EMC VPLEX com os atuais limites de arquitetura. Figura 2. Oferta da família EMC VPLEX com limites de arquitetura Arquitetura de clustering EMC VPLEX O VPLEX usa uma arquitetura de clustering exclusiva para ajudar os clientes a transpor os limites do data center e permitir que os servidores em vários data centers tenham acesso simultâneo de leitura/gravação a dispositivos de armazenamento compartilhado em bloco. É possível fazer o scale-up de um cluster VPLEX (indicado na Figura 3) com a adição de mais mecanismos e o scale-out com a conexão de vários clusters para compor uma configuração de VPLEX Metro. Na versão inicial, um VPLEX Metro comporta até dois clusters, que podem estar no mesmo data center ou em dois locais diferentes em distâncias síncronas (aproximadamente até 100 quilômetros ou 60 milhas). As configurações do VPLEX Metro ajudam os usuários a movimentar e compartilhar cargas de trabalho, consolidar data centers e otimizar a utilização de recursos nos data centers, tudo com transparência. Além disso, os clusters VPLEX oferecem mobilidade de dados sem causar interrupções, gerenciamento de armazenamento heterogêneo e maior disponibilidade dos aplicativos. Planejamento de práticas recomendadas 6

7 Figura 3. Representação esquemática do EMC VPLEX Metro Um cluster VPLEX é composto por um, dois ou quatro mecanismos. O mecanismo é responsável pelo agrupamento do fluxo de I/O e se conecta a hosts e ao armazenamento usando conexões Fibre Channel para a transferência de dados. Um único cluster VPLEX consiste em um mecanismo com os seguintes componentes principais: Duas placas, que executam o software GeoSynchrony e se conectam ao armazenamento, aos hosts e a outras placas no cluster com conexões Fibre Channel e Gigabit Ethernet Uma fonte de alimentação em standby, que fornece alimentação reserva para manter o mecanismo funcionamento durante quedas temporárias de energia Dois módulos de gerenciamento, que contêm interfaces para gerenciamento remoto de um mecanismo VPLEX Cada cluster também consiste em: Um servidor de gerenciamento, que administra o cluster e fornece uma interface a partir de uma estação de gerenciamento remota Um gabinete padrão EMC de 40 U para armazenar todos os equipamentos do cluster Além disso, os clusters que contêm mais de um mecanismo também têm: Um par de switches Fibre Channel, usado para comunicação entre placas de vários mecanismos Um par de fontes de alimentação universais, que fornecem energia reserva para os switches Fibre Channel e permitem que o sistema supere quedas temporárias de energia Planejamento de práticas recomendadas 7

8 Provisionando o armazenamento do VPLEX para ambientes VMware O EMC VPLEX apresenta uma interface intuitiva de gerenciamento com assistente para provisionar o armazenamento em vários sistemas operacionais, inclusive a plataforma de virtualização VMware. O sistema também apresenta uma CLI (Command Line Interface, interface de linha de comando) para usuários avançados. A Figura 4 mostra a interface GUI para o provisionamento de armazenamento do EMC VPLEX. Figura 4. Interface GUI de gerenciamento do EMC VPLEX A interface de gerenciamento baseada em navegador, ilustrada na Figura 4, mostra de modo esquemático os vários componentes envolvidos no processo. O armazenamento do EMC VPLEX é exposto por meio de uma construção lógica chamada "Storage View" (Exibição do armazenamento), que é a união dos objetos "Registered initiators" (Iniciadores registrados), "VPLEX ports" (Portas VPLEX) e "Virtual Volume" (Volume virtual). O objeto "Registered initiators" lista o WWPN dos iniciadores que precisam de acesso ao armazenamento. No caso de um ambiente VMware, a entidade "Registered initiators" contém o WWPN dos HBAs nos servidores VMware ESX conectados ao EMC VPLEX. O objeto "VPLEX ports" contém as portas de front-end do array VPLEX pelo qual os "Registered initiators" acessam os volumes virtuais. O objeto "Virtual Volume" é um conjunto composto pelos volumes de armazenamento fornecidos ao EMC VPLEX por meio dos storage arrays de back-end. A imagem ampliada no canto inferior esquerdo da Figura 4 mostra que um volume virtual é criado com base em um "Device" Planejamento de práticas recomendadas 8

9 (dispositivo), que por sua vez pode ser uma combinação de diferentes dispositivos construídos sobre uma entidade abstrata chamada "Extent" (extensão). A figura também mostra que uma "Extent" é criada com base no "Storage Volume" (Volume de armazenamento) exposto ao EMC VPLEX. A Figura 4 também mostra, no canto inferior direito, uma imagem ampliada com as sete etapas necessárias para provisionar o armazenamento através do EMC VPLEX. O assistente dá suporte a um mecanismo centralizado para provisionar o armazenamento para diferentes membros do cluster, no caso do EMC VPLEX Metro. A primeira etapa no processo de provisionamento de armazenamento do EMC VPLEX é a detecção dos storage arrays conectados a ele. Essa etapa raramente precisa ser executada, já que o EMC VPLEX monitora proativamente as alterações no ambiente de armazenamento. A segunda etapa do processo é a "solicitação" do armazenamento exposto ao EMC VPLEX. O processo de solicitação de armazenamento cria o "Storage Volume" do objeto, que foi mostrado na Figura 4. A Figura 5 apresenta um exemplo desse processo. A figura mostra que o software VPLEX simplifica o processo sugerindo automaticamente nomes simples para os dispositivos que foram expostos dos storage arrays. Figura 5. Solicitação de volumes de armazenamento usando o assistente do VPLEX Após a criação dos volumes de armazenamento, as extensões devem ser extraídas deles. O sistema de gerenciamento do VPLEX oferece um assistente para essa atividade. Clicando na URL "Step 3: Create Extents from Storage Volumes" (Etapa 3: Criando extensões com base em volumes de armazenamento), exibida na Figura 4, inicia o assistente. A Figura 6 mostra a primeira etapa do assistente. Planejamento de práticas recomendadas 9

10 Figura 6. Primeira etapa do assistente para criar uma extensão Para simplificar o processo, em ambientes VMware, recomenda-se a criação de uma só extensão no volume de armazenamento que foi criado no dispositivo apresentado pelo storage array. Nesse caso, não é necessário modificar as entradas padrão mostradas na área destacada em amarelo na figura. Uma etapa posterior do assistente permite aos usuários criar uma só extensão que contemple a capacidade total do volume de armazenamento. Esta etapa é mostrada na figura Figura 7. Figura 7. Especificação da capacidade de uma extensão ao criá-la com base em um volume de armazenamento Como mostra a Figura 7, o botão Next (Avançar) permite ao usuário analisar as configurações propostas e executar o plano. A etapa final do processo verifica as operações que foram executadas pelo EMC VPLEX. As últimas duas etapas do assistente são mostradas na Figura 8. Planejamento de práticas recomendadas 10

11 Figura 8. Criação de uma extensão usando o assistente do VPLEX A próxima etapa no processo de provisionamento de armazenamento do EMC VPLEX para um ambiente VMware é a criação de um dispositivo VPLEX usando a extensão gerada na etapa anterior. O assistente para executar esta etapa pode ser iniciado pela home page da ferramenta de gerenciamento GUI do EMC VPLEX. Clicando na URL "Step 4: Create Devices from Extents" (Etapa 4: Criando dispositivos com base em extensões), mostrada na Figura 4, surgirá uma nova janela pop-up, exibida na Figura 9. Planejamento de práticas recomendadas 11

12 Figura 9. Criação de um dispositivo VPLEX usando uma extensão Conforme mostra a figura, o assistente possibilita a criação de um volume virtual usando o dispositivo VPLEX (a área destacada em amarelo na Figura 9). Essa opção, selecionada por padrão, deve ser marcada, a menos que você esteja planejando um volume virtual com várias extensões ou criando dispositivos para o uso em ambientes VPLEX Metro. Sempre que possível, o volume virtual para ambientes VMware deve ser criado usando um mapeamento individual, ou seja, um só volume virtual para cada extensão. Esse processo se destina principalmente a manter a infraestrutura o mais simples possível. No entanto, para demonstrar o assistente destinado à criação de volumes virtuais, como visto na Figura 9, no exemplo usado neste documento, foi gerado um dispositivo VPLEX sem a criação de um volume virtual. É possível criar um volume virtual usando um ou mais dispositivos VPLEX. A Figura 10 mostra o assistente para criação de volumes virtuais. A figura mostra que o dispositivo VPLEX criado na etapa anterior é o nome do volume de armazenamento com o prefixo "device_". Figura 10. Criação de volumes virtuais com base em dispositivos VPLEX Como foi dito anteriormente, o volume virtual pode ser exposto à plataforma de virtualização VMware com a criação de uma exibição do armazenamento que combine os objetos "Registered initiators", "VPLEX ports" e "Virtual Volumes". Para isso, o WWN dos iniciadores nos servidores VMware ESX deve ser primeiro registrado no EMC VPLEX. A tela que aparece na Figura 11 é exibida clicando na URL "Step 6: Register Initiators" (Etapa 6: Registrar iniciadores). Planejamento de práticas recomendadas 12

13 Figura 11. Relação de iniciadores registrados e conectados ao EMC VPLEX Quando os iniciadores são zoneados para as portas de front-end do EMC VPLEX, eles se conectam automaticamente ao EMC VPLEX. Como mostra a Figura 11, esses iniciadores são exibidos com o prefixo "UNREGISTERED-", seguido do WWPN do iniciador. No entanto, os iniciadores também podem ser registrados manualmente antes de serem zoneados para as portas de front-end do VPLEX. O botão destacado em verde na Figura 11 deve ser selecionado para executar essa operação. Os iniciadores conectados ao EMC VPLEX podem ser registrados selecionando o iniciador não registrado e clicando no botão Register (Registrar). Esta etapa é mostrada na figura Figura 12. A imagem acrescentada na figura mostra a janela que é aberta ao clicar no botão Register. A imagem também mostra a facilidade que o EMC VPLEX proporciona de atribuir um nome simplificado ao iniciador não registrado e também de selecionar um tipo de host para o iniciador que está sendo registrado. Figura 12. Registro de HBAs VMware no EMC VPLEX Planejamento de práticas recomendadas 13

14 A última etapa de provisionar o armazenamento do EMC VPLEX para o ambiente VMware é a criação da exibição de armazenamento. Para que isso seja feito, selecione o último assistente Step 7: Create Storage Views (Etapa 7: Criar exibições de armazenamento) na home page do sistema de gerenciamento VPLEX. A Figura 13 mostra a janela que é aberta com a seleção da última etapa na home page. O painel à esquerda da janela mostra as etapas que devem ser executadas para criar uma exibição de armazenamento. A execução das etapas do assistente provisiona os volumes virtuais adequados para a plataforma de virtualização VMware usando o conjunto definido de portas de front-end do VPLEX. A seção "Considerações sobre conectividade" aborda a recomendação de portas do VPLEX que devem ser usadas na conexão dos servidores VMware ESX ao EMC VPLEX. Figura 13. Assistente para criar uma exibição do armazenamento do VPLEX A Figura 14 mostra a exibição de armazenamento criada com o assistente. O WWN do volume virtual exposto pela exibição está em destaque na figura. Essas informações são usadas pela plataforma de virtualização VMware para identificar os dispositivos. Figura 14. Visualização de detalhes de uma exibição de armazenamento usando a interface de gerenciamento do VPLEX Planejamento de práticas recomendadas 14

15 O armazenamento recém-provisionado pode ser detectado nos servidores VMware ESX por meio de uma nova verificação do barramento SCSI. O resultado da verificação é mostrado na Figura 15. A figura mostra que o servidor VMware ESX tem acesso ao dispositivo com o WWN a001b Uma rápida comparação do WWN com as informações destacadas em verde na Figura 14 confirma que o dispositivo detectado pelo servidor VMware ESX é, de fato, o volume virtual recém-provisionado do VPLEX. A figura também mostra o OUI (Organizationally Unique Identifier, identificador organizacionalmente exclusivo) de FC para dispositivos EMC VPLEX, que é 00:01:44. Figura 15. Detecção de armazenamento recém-provisionado do VPLEX em um servidor VMware ESX Quando o dispositivo VPLEX é detectado pelos servidores VMware ESX, eles podem ser usados para criar um sistema de arquivos VMware (datastore) ou como um RDM (Raw Device Mapping, mapeamento de dispositivos brutos). No entanto, para obter o desempenho ideal, certifique-se de que o I/O para o EMC VPLEX esteja alinhado a um limite de bloco de 64 KB. Além disso, em cenários específicos de falha, há uma pequena probabilidade de corrupção dos dados quando o I/O para o EMC VPLEX está desalinhado. Por isso, a EMC exige que todo o I/O gerado do sistema operacional do host para o EMC VPLEX esteja alinhado a um limite de 64 KB. O sistema de arquivos VMware criado com o VMware Infrastructure Client ou o vsphere Client alinha automaticamente os blocos do sistema de arquivos. No entanto, uma partição desalinhada em um sistema operacional convidado pode prejudicar o desempenho e, como foi mencionado antes, em algumas circunstâncias pode até mesmo resultar em corrupção dos dados. Por isso, é essencial garantir que todas as partições criadas no sistema operacional convidado (em um disco virtual apresentado a partir de um sistema de arquivos VMware ou um RDM) estejam alinhadas a um múltiplo de 64 KB. Considerações sobre conectividade O EMC VPLEX apresenta um novo tipo de paradigma de agrupamento de armazenamento que proporciona melhor capacidade de recuperação, desempenho e disponibilidade. O parágrafo a seguir discute as recomendações para conectar os servidores VMware ESX ao EMC VPLEX. As recomendações garantem o nível máximo de conectividade e disponibilidade para a plataforma de virtualização VMware, mesmo durante operações anormais. Como prática recomendada, cada servidor VMware ESX no ambiente VMware vsphere ou VMware Infrastructure deve ter pelo menos dois HBAs físicos, e cada HBA deve estar conectado a pelo menos duas portas de front-end em diferentes placas no EMC VPLEX. Essa configuração garante o uso contínuo de todos os HBAs no servidor VMware ESX, mesmo se uma das portas de front-end do EMC VPLEX estiver off-line para eventos de manutenção planejada ou interrupções não planejadas. Planejamento de práticas recomendadas 15

16 Quando a configuração de um mecanismo VPLEX individual estiver conectada a um ambiente VMware vsphere ou VMware Infrastructure, cada HBA deverá ser conectado às portas de front-end disponíveis nas placas A e B do mecanismo VPLEX. A conectividade com as portas de front-end do VPLEX deve consistir, primeiro, na conexão de hosts exclusivos à porta 0 de cada módulo de I/O que emule as placas de front-end, antes de conectar hosts adicionais às portas restantes no módulo de I/O. A Figura 16 exibe um exemplo esquemático do diagrama de cabeamento para uma plataforma de virtualização VMware de quatro nós conectada a um mecanismo VPLEX único. Figura 16. Conexão de um servidor VMware vsphere a um cluster VPLEX de mecanismo único Se vários mecanismos VPLEX estiverem disponíveis, como no caso de configurações de cluster VPLEX de médio e grande porte, os HBAs dos servidores VMware ESX deverão estar conectados a diferentes mecanismos. Por exemplo, a Figura 17 mostra esquematicamente o diagrama de conectividade para um cluster do servidor VMware ESX de quatro nós conectado a um cluster VPLEX de dois mecanismos. É importante observar que a Figura 16 e a Figura 17 não exibem a conectividade entre os mecanismos VPLEX e os storage arrays. A conectividade dos mecanismos VPLEX aos storage arrays deve seguir as práticas recomendadas para o array. Uma discussão detalhada sobre as práticas recomendadas para a conexão do armazenamento de back-end está além do escopo deste documento. Os leitores interessados nesse assunto devem consultar o livro técnico EMC VPLEX Architecture and Deployment: Enabling the Journey to the Private Cloud (A arquitetura e a implementação do EMC VPLEX: viabilizando a jornada rumo à nuvem privada). Planejamento de práticas recomendadas 16

17 Figura 17. Conexão de servidores ESX a um cluster VPLEX de vários mecanismos Quando o servidor VMware ESX for conectado a um EMC VPLEX com o uso das práticas recomendadas discutidas nesta seção, o kernel do VMware associará quatro caminhos para cada dispositivo apresentado pelo sistema. A Figura 18 mostra os caminhos disponíveis e usados pelo kernel do VMware para um dos dispositivos agrupados apresentados no EMC VPLEX. Como a figura mostra, o kernel do VMware pode acessar o dispositivo usando um dos quatro caminhos possíveis. É importante observar que o EMC VPLEX é um array ativo/ativo que permite o acesso simultâneo a qualquer dispositivo VPLEX de qualquer uma das portas de front-end. Esse fato é reconhecido pelo kernel do VMware automaticamente e está destacado em verde na Figura 18. Planejamento de práticas recomendadas 17

18 Figura 18. Caminhos do kernel do VMware para um dispositivo VPLEX A conectividade dos servidores VMware ESX a um cluster VPLEX de vários mecanismos pode ser dimensionada à medida que são adicionados mecanismos. As metodologias discutidas nesta seção garantem que todas as portas de front-end sejam utilizadas proporcionando o máximo de desempenho e balanceamento de carga para a plataforma de virtualização VMware. Função de múltiplos caminhos e balanceamento de carga O servidor VMware ESX oferece recursos de failover nativo de canal. O servidor ESX para sistemas de armazenamento ativo/ativo, por padrão, atribui o caminho detectado primeiro a qualquer dispositivo de conexão SCSI como sendo o preferencial com uma política de failover fixa. Esse caminho é sempre usado como o caminho ativo para o envio de I/O a esse dispositivo, a menos que o caminho esteja indisponível devido a um evento planejado ou não planejado. Os caminhos restantes detectados pelo servidor VMware ESX para o dispositivo são usados como um caminho de failover passivo e utilizados somente em caso de falha no caminho ativo. Dessa forma, os servidores VMware ESX colocam automaticamente na fila todos o I/O no primeiro HBA disponível no sistema, sem utilizar o outro HBA ativamente, até que seja detectada uma falha no HBA primário. Esse comportamento resulta em uma configuração desequilibrada no servidor ESX e no EMC VPLEX. Há várias maneiras de solucionar esse problema. O método mais apropriado, conforme será discutido nas próximas seções, depende da versão do servidor VMware ESX e do software de múltiplos caminhos usado. Servidor VMware ESX versão 3 e balanceamento de carga estática No VMware ESX Server versão 3, os dispositivos do EMC VPLEX são atribuídos com frequência à política de gerenciamento de caminhos "Most Recently Used" (Usados mais recentemente). Como o VPLEX é um sistema ativo/ativo, é necessário certificar-se de que a política de failover de caminho esteja configurada como "Fixed" (Fixa). Além disso, para obter o balanceamento de carga e a função de múltiplos caminhos, é preciso executar uma atribuição estática de caminhos preferenciais alternados para os dispositivos exportados do EMC VPLEX. Considerando as recomendações na seção anterior para a conexão de servidores VMware ESX ao EMC VPLEX, cada servidor ESX deve ter pelo menos quatro caminhos distintos. Com essa abordagem, o sistema de arquivos VMware que reside no EMC VPLEX terá seus caminhos balanceados igualmente com os recursos disponíveis. Planejamento de práticas recomendadas 18

19 Observe que as alterações do caminho preferencial devem ser executadas em todos os servidores ESX que acessam os dispositivos VPLEX. O caminho preferencial deve ser definido por meio dos utilitários de linha de comando ou do VMware Infrastructure Client. Um exemplo desse processo é exibido na Figura 19. A Figura 20 mostra a configuração do caminho preferencial para dois datastores, cada um situado em um dispositivo EMC VPLEX apresentado nas portas de front-end A0-FC00, A1-FC00, B0-FC00 e B1-FC00. É possível observar na figura que o caminho preferencial do segundo datastore foi alterado para usar o segundo HBA. Figura 19. Configuração do caminho preferencial no servidor VMware ESX versão 3 Figura 20. Dispositivos EMC VPLEX com balanceamento de carga estática em um servidor ESX versão 3 Servidor VMware ESX versão 4 e NMP O servidor VMware ESX versão 4 inclui os recursos avançados de gerenciamento de caminhos e balanceamento de carga com o uso das políticas "Fixed" (Fixa), "Round Robin" (Alternada) e "Most Recently Used" (Usado mais recentemente). A política padrão usada pelo kernel do ESX para arrays ativo/ativo é "Fixed". No entanto, para a maioria dos arrays ativo/ativo, como os do EMC Symmetrix, a política mais apropriada é a alternada. Contudo, os recursos avançados de gerenciamento de cache do EMC VPLEX podem ser interrompidos pelo uso de um simples algoritmo de balanceamento de carga fornecido pela política alternada. Por esse motivo, para o servidor VMware ESX versão 4 conectado ao EMC VPLEX, a EMC recomenda o uso da política fixa com balanceamento de carga estática, semelhante à recomendação para a versão 3. Além disso, as alterações no caminho preferencial devem ser executadas em todos os servidores ESX que acessam os dispositivos VPLEX. Planejamento de práticas recomendadas 19

20 O caminho preferencial no servidor VMware ESX versão 4 pode ser definido com o uso do vsphere Client. A Figura 21 mostra o procedimento que pode ser usado para definir o caminho preferencial de um disco físico em um ambiente do VMware vsphere. A Figura 22 mostra a configuração do caminho preferencial para dois datastores, cada um situado em um dispositivo EMC VPLEX apresentado pelas portas de front-end A0-FC00, A1-FC00, B0-FC00 e B1-FC00. Figura 21. Configuração do caminho preferencial no servidor VMware ESX versão 4 Figura 22. Dispositivos EMC VPLEX com balanceamento de carga estática em um servidor ESX versão 4 Servidor VMware ESX versão 4 com PowerPath/VE O EMC PowerPath /VE apresenta os recursos de múltiplos caminhos do PowerPath para otimizar ambientes virtuais do VMware vsphere. O PowerPath/VE permite a padronização do gerenciamento de caminhos em ambientes heterogêneos físicos e virtuais. O PowerPath/VE permite a automação da utilização ideal do servidor, do armazenamento e dos caminhos em um ambiente virtual dinâmico. Com a hiperconsolidação, um ambiente virtual pode ter centenas ou até milhares de máquinas virtuais independentes em execução, inclusive com níveis variados de intensidade de I/O. Os aplicativos com grande intensidade de I/O podem interromper o I/O de outros aplicativos e, antes da disponibilidade do PowerPath/VE, como foi discutido em seções anteriores, o balanceamento de carga em um sistema host ESX precisava ser configurado manualmente para corrigir esse problema. As operações manuais de balanceamento de carga, para garantir que todas as máquinas virtuais tenham o tempo de resposta necessário, são demoradas e logisticamente difíceis de serem concretizadas de fato. O PowerPath/VE trabalha com o VMware ESX e o ESXi como um MPP (Multi-Pathing Plug-in, plug-in de múltiplos caminhos) que oferece recursos avançados de gerenciamento de caminhos para hosts ESX e ESXi. Planejamento de práticas recomendadas 20

21 O PowerPath/VE é compatível apenas com o vsphere (servidor ESX versão 4). As versões anteriores do ESX não têm o PSA, que é exigido pelo PowerPath/VE O PowerPath/VE é instalado como um módulo de kernel no host vsphere. Como mostra a Figura 23, o PowerPath/VE se conecta à estrutura de pilha de I/O do vsphere e proporciona os recursos avançados de múltiplos caminhos do PowerPath (balanceamento dinâmico de carga e failover automático) à plataforma do VMware vsphere. Figura 23. API do PowerPath/VE vstorage para plug-in de múltiplos caminhos No centro do gerenciamento de caminhos do PowerPath/VE está o software residente no servidor, inserido entre a camada do driver de dispositivo SCSI e o resto do sistema operacional. Esse software de driver cria um só "pseudodispositivo" para determinado volume de array (LUN), seja qual for o número de caminhos físicos em que ele aparece. O pseudodispositivo, ou volume lógico, representa todos os caminhos físicos para determinado dispositivo. Ele é usado para a criação de um sistema de arquivos VMware ou para o RDM. Essas entidades podem ser usadas para o acesso a aplicativos e a banco de dados. A importância do PowerPath/VE está fundamentalmente em sua arquitetura e posição na pilha de I/O. O PowerPath/VE fica acima do HBA, permitindo o suporte heterogêneo de sistemas operacionais e storage arrays. Com a integração dos drivers de I/O, todos o I/O passa pelo PowerPath, permitindo um ponto único de gerenciamento e controle de I/O. Como o PowerPath/VE reside no kernel do ESX, ele fica abaixo do nível do sistema operacional convidado, dos aplicativos, do banco de dados e do sistema de arquivos. Com a posição exclusiva do PowerPath/VE na pilha de I/O, ele se torna um ponto de controle e administrabilidade da infraestrutura, agregando, assim, mais valor acima dele na pilha. Recursos do PowerPath/VE O PowerPath/VE apresenta os seguintes recursos: Balanceamento dinâmico de carga o PowerPath foi desenvolvido para usar sempre todos os caminhos. O PowerPath distribui as solicitações de I/O em um dispositivo lógico para todos os caminhos disponíveis, em vez de solicitar um só caminho para sustentar toda a carga de I/O. Restauração automática de caminhos a restauração automática periódica reatribui dispositivos lógicos ao restaurar caminhos que apresentam um estado de falha. Depois de restaurados, os caminhos reequilibram o I/O automaticamente por todos os canais ativos. Priorização de dispositivo a configuração de alta prioridade para um ou vários dispositivos melhora seu desempenho de I/O em detrimento dos demais dispositivos, embora mantenha o melhor balanceamento de carga possível por todos os caminhos. Esse recurso é especialmente útil no caso de várias máquinas virtuais em um host com requisitos variados de disponibilidade e desempenho de aplicativo. Planejamento de práticas recomendadas 21

22 Otimização automatizada de desempenho o PowerPath/VE identifica automaticamente o tipo de storage array e define o modo mais alto de otimização de desempenho por padrão. Para o VPLEX, o modo padrão é o Adaptive (Adaptável). Recuperação e failover dinâmico de caminho se houver falha em um caminho, o PowerPath/VE redistribui o tráfego de I/O desse caminho para caminhos que funcionem. O PowerPath/VE para de enviar I/O ao caminho com falha e busca um caminho ativo alternativo. Se houver um caminho ativo disponível, o PowerPath/VE redirecionará o I/O para esse caminho. O PowerPath/VE pode compensar por várias falhas no canal de I/O (por exemplo, HBAs, cabos de fibra óptica, switch Fibre Channel, porta de storage array). Estatísticas de monitoramento/relatório de I/O enquanto balanceia a carga de I/O, o PowerPath/VE mantém estatísticas de todo o I/O em todos os caminhos. O administrador pode visualizar essas estatísticas por meio do rpowermt. Teste automático de caminho o PowerPath/VE testa periodicamente os caminhos ativos e os inativos. Com o teste de caminhos ativos que possam estar ociosos, um caminho com falha pode ser identificado antes que um aplicativo tente enviar I/O por ele. Com a sinalização de falha no caminho antes que o aplicativo possa detectá-la, há uma redução nos atrasos causados por tempo limite esgotado e novas tentativas. Com o teste dos caminhos identificados com falha, o PowerPath/VE fará a restauração automática deles de volta à atividade, quando passarem no teste. A carga de I/O será automaticamente balanceada por todos os caminhos ativos disponíveis. Gerenciamento do PowerPath/VE O PowerPath/VE usa um conjunto de comandos, chamado rpowermt, para monitorar, gerenciar e configurar o PowerPath/VE for vsphere. A sintaxe, os argumentos e as opções são muito semelhantes aos comandos tradicionais do powermt, usados nas demais plataformas de sistemas operacionais que aceitam o recurso de múltiplos caminhos do PowerPath. Há outra diferença importante, já que o powermt é uma ferramenta de gerenciamento remoto. Nem todas as instalações do vsphere têm uma interface de console de serviço. Para gerenciar um host ESXi, os clientes têm a opção de usar o vcenter Server ou o vcli (também conhecido como VMware Remote Tools) em um servidor remoto. O PowerPath/VE for vsphere usa o utilitário de linha de comando rpowermt para o ESX e para o ESXi. O PowerPath/VE for vsphere não pode ser gerenciado no próprio host ESX. Não há uma GUI local nem remota para o PowerPath no ESX. Os administradores devem designar um Guest O/S ou uma máquina física para gerenciar um ou vários hosts ESX. O utilitário, rpowermt, é compatível com o Windows 2003 (32 bits) e o Red Hat 5 Update 2 (64 bits). Quando o servidor host vsphere está conectado ao EMC VPLEX, o módulo de kernel do PowerPath/VE em execução no host vsphere associa todos os caminhos para cada um dos dispositivos apresentados pelo array e atribui um nome de pseudodispositivo (como foi explicado anteriormente). A Figura 24 mostra um exemplo, com o resultado rpowermt display host=x.x.x.x dev=emcpower11. Observe no resultado que o dispositivo tem quatro caminhos e exibe o modo padrão de otimização para dispositivos VPLEX ADaptive (Adaptável). No entanto, como foi discutido na seção anterior, o sistema de gerenciamento e a coerência avançada de cache usados pelo EMC VPLEX não são aproveitados por completo quando a política adaptável é usada. Por esse motivo, a EMC recomenda que a política de gerenciamento de caminhos do PowerPath seja alterada de ADaptive para StreamIO (si) em todos os dispositivos VPLEX. Futuramente, os algoritmos do PowerPath atribuirão automaticamente a política apropriada para os dispositivos EMC VPLEX detectados. Planejamento de práticas recomendadas 22

23 Figura 24. Resultado do comando rpowermt display em um dispositivo VPLEX A política de gerenciamento de caminhos para dispositivos VPLEX pode ser alterada para StreamIO usando o comando rpowermt. A Figura 25 mostra o comando para executar a alteração. A figura também mostra a nova política que está em vigência para o dispositivo emcpower11 que foi mostrado na Figura 24. Figura 25. Alteração da política de gerenciamento de caminhos do PowerPath/VE para dispositivos VPLEX O comando mostrado na Figura 25 usa a definição de classe para dispositivos VPLEX (Invista ) para alterar a política. Na rara ocasião em que a plataforma de virtualização VMware for exposta a dispositivos Invista e VPLEX, a alteração na política de gerenciamento de caminhos deve ser executada para cada dispositivo. Para obter mais informações sobre como executar esse processo e sobre os comandos rpowermt e seus resultados, consulte o PowerPath/VE for VMware vsphere Installation and Administration Guide (Guia de instalação e administração do PowerPath/VE para VMware vsphere) disponível no Powerlink. É importante observar que, à medida que mais mecanismos VPLEX tornam-se disponíveis em um cluster, a conectividade pode ser dimensionada de acordo com a necessidade. O PowerPath/VE comporta até 32 caminhos para um dispositivo. Essas metodologias de conectividade garantem que todos os processadores e front-end directors sejam utilizados, proporcionando o máximo de desempenho e balanceamento de carga para os hosts vsphere conectados ao EMC VPLEX em conjunto com o PowerPath/VE. Migrando ambientes VMware existentes para o VLEX As implantações existentes de plataformas de virtualização VMware podem ser migradas para ambientes VPLEX. Há várias alternativas que podem ser utilizadas. O método mais fácil de migrar para um ambiente VPLEX é usar o Storage VMotion. No entanto, essa técnica só é viável se o storage array tiver espaço livre suficiente de armazenamento para acomodar o maior datastore no ambiente VMware. Além disso, o Storage VMotion poderá ser cansativo se for preciso converter centenas de máquinas virtuais ou terabytes, ou se as máquinas virtuais tiverem snapshots existentes, ou se a plataforma de virtualização VMware for um servidor ESX 3.0 ou versão anterior. Em cenários como esses, pode ser apropriado utilizar o recurso do EMC VPLEX de encapsular dispositivos existentes. No entanto, essa metodologia causa interrupções e requer paralisações planejadas na plataforma de virtualização VMware. Planejamento de práticas recomendadas 23

24 Migrações que não causam interrupções usando o Storage VMotion A Figura 26 mostra os datastores disponíveis no servidor VMware ESX versão 3.5 gerenciado por um vsphere vcenter Server. A exibição é disponibilizada usando o plug-in de cliente do EMC Virtual Storage Integrator que amplia as informações relacionadas ao armazenamento mostradas pelo vsphere Client. Para obter mais informações sobre o EMC Virtual Storage Integrator, consulte o documento citado na seção "Referências". A Figura 26 mostra que a máquina virtual "W2K8 VM1 (VI3)" reside no datastore DataStore_1 hospedado no dispositivo 4EC em um array Symmetrix VMAX. A imagem em destaque na figura mostra a versão do kernel do ESX (3.5 build ) para o servidor Figura 26. Detalhes do dispositivo de armazenamento EMC exibido pelo EMC Storage Viewer A Figura 27 mostra os dispositivos visíveis no servidor ESX. É possível ver que há dois dispositivos com a identificação de produto "Invista", mas sem quaisquer detalhes. É o que acontece, já que o EMC Virtual Storage Integrator neste ponto não tem o recurso para definir os dispositivos apresentados pelo EMC VPLEX. A figura também mostra o número NAA dos dispositivos. Como foi discutido anteriormente, o OUI de FC (00:01:44) corresponde aos dispositivos EMC VPLEX. Dessa forma, podemos concluir pela imagem que o servidor VMware ESX é apresentado com dispositivos de arrays EMC Symmetrix VMAX e EMC VPLEX. Planejamento de práticas recomendadas 24

25 Figura 27. Exibição dos dispositivos EMC VPLEX apresentados a um cluster de servidor VMware ESX A migração dos dados dos arrays Symmetrix VMAX para o armazenamento apresentado pelo VPLEX pode ser executada com o uso do Storage VMotion após a criação de datastores apropriados nos dispositivos apresentados pelo VPLEX. A Figura 28 mostra as etapas necessárias para iniciar a migração de uma máquina virtual do Datastore_1 para o datastore de destino, Target_1, situado em um dispositivo VPLEX. É importante observar que, apesar de utilizarmos o servidor ESX versão 3.5 para demonstrar o procedimento de migração, o mesmo processo pode ser aplicado a servidores ESX versão 4.0 ou posterior. Além disso, deve ser observado que o assistente de migração mostrado na Figura 28 está disponível somente quando usamos o vcenter Server versão 4.0 ou posterior. A funcionalidade do Storage VMotion está disponível por meio de um utilitário de linha de comando para o vcenter Server versão 2.5. Uma discussão detalhada sobre o Storage VMotion está além do escopo deste white paper. Para encontrar mais detalhes sobre o Storage VMotion, consulte a documentação do VMware relacionada na seção "Referências". Planejamento de práticas recomendadas 25

26 Figura 28. Uso do Storage VMotion para migrar máquinas virtuais para dispositivos VPLEX Migração usando o encapsulamento de dispositivos existentes Conforme discutido antes, apesar de o Storage VMotion oferecer a capacidade de executar migrações sem interrupções para o EMC VPLEX a partir de uma implementação VMware existente, ele nem sempre será uma ferramenta viável. Nesses casos, os recursos de encapsulamento do EMC VPLEX podem ser utilizados. O procedimento traz interrupções, no entanto, mas a duração destas pode ser minimizada por meio de um planejamento e execução apropriados. As etapas a seguir devem ser executadas para encapsular e migrar uma implementação VMware existente. 1. Faça o zoneamento das portas de back-end do EMC VPLEX para as portas de front-end do storage array que fornece atualmente os recursos de armazenamento. 2. A próxima etapa será alterar o mascaramento de LUNs no storage array, para que o EMC VPLEX tenha acesso aos dispositivos que hospedam os datastores VMware. No exemplo usado na seção anterior, os dispositivos 4EC (para o Datastore_1) e 4F0 (para o Datastore_2) devem ser mascarados para o EMC VPLEX. A Figura 29 mostra os dispositivos que estão visíveis para o EMC VPLEX após a execução das alterações no mascaramento e de uma nova verificação do storage array no EMC VPLEX. A figura também mostra o resultado do SYMCLI dos dispositivos Symmetrix VMAX e seus WWNs correspondentes. Uma rápida comparação mostra claramente que o EMC VPLEX tem acesso aos dispositivos que hospedam os datastores que precisam ser encapsulados. Planejamento de práticas recomendadas 26

27 Figura 29. Detecção dos dispositivos a serem encapsulados no EMC VPLEX 3. Quando os dispositivos estiverem visíveis para o EMC VPLEX, eles deverão ser solicitados. Esta etapa é mostrada na Figura 30. O indicador "-appc" durante o processo de solicitações garante a preservação do conteúdo do dispositivo que está sendo solicitado e o encapsulamento do dispositivo para uso no EMC VPLEX. Figura 30. Encapsulamento de dispositivos no EMC VPLEX, preservando os dados existentes 4. Depois de solicitar os dispositivos, é necessário criar uma extensão que abranja todo o disco. A Figura 31 mostra esta etapa para os dois datastores que estão sendo encapsulados no exemplo. Planejamento de práticas recomendadas 27

28 Figura 31. Criação de extensões em volumes de armazenamento encapsulados solicitados pelo VPLEX 5. Um dispositivo VPLEX (dispositivo local) com apenas um membro RAID 1 deve ser criado usando a extensão gerada na etapa anterior. Esse processo é ilustrado na Figura 32 com os dois datastores, Datastore_1 e Datastore_2, hospedados nos dispositivos 4EC e 4F0, respectivamente. A etapa deve ser repetida para todos os dispositivos de storage array que precisam ser encapsulados e expostos para o ambiente VMware. Figura 32. Criação de um dispositivo RAID 1 VPLEX protegido em dispositivos VMAX encapsulados 6. Um volume virtual deve ser criado em cada dispositivo VPLEX originado na etapa anterior. Esse processo é ilustrado na Figura 33 para os datastores VMware Datastore_1 e Datastore_2. Planejamento de práticas recomendadas 28

29 Figura 33. Criação de volumes virtuais no VPLEX para serem expostos à plataforma de virtualização VMware 7. É possível criar uma exibição de armazenamento no EMC VPLEX registrando manualmente o WWN dos HBAs nos servidores VMware ESX que fazem parte do domínio de virtualização VMware. A exibição de armazenamento deve ser criada, a princípio, para permitir que a plataforma de virtualização VMware tenha acesso aos volumes virtuais que foram criados na etapa 6. Dessa forma, é possível minimizar a interrupção no serviço durante o switchover do storage array original para o EMC VPLEX. Um exemplo desta etapa com o ambiente usado neste estudo pode ser visto na Figura 34. Figura 34. Criação da exibição de armazenamento para apresentar dispositivos encapsulados aos servidores VMware ESX 8. Paralelamente às operações realizadas no EMC VPLEX, é necessário criar novas zonas para permitir que os servidores VMware ESX envolvidos na migração tenham acesso às portas de front-end do EMC VPLEX. Essas zonas também devem ser adicionadas ao conjunto de zonas apropriado. Além disso, é necessário remover do conjunto de zonas aquelas que fornecem o acesso do servidor VMware ESX ao storage array cujos dispositivos estão sendo encapsulados. No entanto, o conjunto modificado de zonas não deve ser ativado até a janela de manutenção, quando for possível desligar as máquinas virtuais VMware. 9. Quando a janela de manutenção é aberta, todas as máquinas virtuais que seriam afetadas pela migração devem ser primeiro desligadas normalmente. Isso pode ser feito usando o VMware Infrastructure Client, o vsphere Client ou os utilitários de linha de comando que exploram o SDK do VMware. 10. Os dispositivos apresentados pelo sistema VPLEX hospedam o datastore original. No entanto, os hosts VMware ESX não montam datastores automaticamente, por considerá-los snapshots, já que o WWN dos dispositivos expostos pelo sistema VPLEX difere do WWN dos dispositivos apresentados pelo sistema Symmetrix VMAX. Planejamento de práticas recomendadas 29

30 O VMware vsphere permite que o processo de refazer a assinatura dos datastores considerados snapshots seja executado para cada dispositivo. Isso reduz o risco de refazer incorretamente a assinatura dos dispositivos encapsulados pelo sistema VPLEX. O uso da montagem persistente também oferece outras vantagens, como a retenção do histórico de todas as máquinas virtuais. Por esse motivo, para um ambiente homogêneo do vsphere, a EMC recomenda o uso de montagens persistentes dos datastores VMware encapsulados pelo VPLEX. Para ambientes VMware com o VMware ESX versão 3.5 ou anterior, essa etapa deve ser ignorada. Ative o conjunto de zonas que foi criado na etapa 8. Uma nova verificação manual do barramento SCSI nos servidores VMware ESX deverá remover os dispositivos originais e adicionar os dispositivos encapsulados apresentados pelo sistema VPLEX. A Figura 35 mostra um exemplo desse processo para um ambiente VMware vsphere. A figura mostra todas as máquinas virtuais originais do ambiente agora marcadas como inacessíveis. Isso ocorre porque os datastores Datastore_1 e Datastore_2, criados nos dispositivos apresentados pelo sistema VMAX, não estão mais disponíveis. Figura 35. Nova verificação do barramento SCSI nos servidores VMware ESX A figura a seguir mostra os resultados após a montagem persistente dos datastores apresentados pelo EMC VPLEX. Podemos observar que todas as máquinas virtuais antes inacessíveis agora estão disponíveis. A montagem persistente dos datastores considerados snapshots retém o UUID do datastore e o rótulo. Como as máquinas virtuais apresentam referências cruzadas usando o UUID dos datastores, a montagem persistente permite que o vcenter Server detecte novamente as máquinas virtuais que foram anteriormente consideradas inacessíveis. As etapas 11 a 14 a seguir não se aplicam a ambientes homogêneos vsphere e devem ser ignoradas. Planejamento de práticas recomendadas 30

31 Figura 36. Montagem persistente de datastores em dispositivos VPLEX encapsulados 11. Se o ambiente VMware utilizar o servidor ESX versão 3.5 ou anterior (mesmo quando gerenciado pelo VMware vcenter Server versão 4), é recomendável refazer a assinatura dos dispositivos encapsulados apresentados pelo EMC VPLEX. Essa recomendação se deve ao fato que, nessas versões do servidor VMware ESX, o processo de refazer a assinatura de dispositivos que são considerados snapshots não é seletivo e é irreversível. O servidor VMware ESX versão 4.0 ou posterior dá aos usuários um mecanismo para refazer seletivamente a assinatura dos dispositivos considerados snapshots. As máquinas virtuais hospedadas nos datastores devem ser removidas do inventário do vcenter Server. Isso pode ser feito através do Virtual Infrastructure Client, do vsphere Client ou dos utilitários de linha de comando que utilizam o SDK do VMware. Quando as máquinas virtuais tiverem o registro cancelado, todas as informações de histórico serão excluídas do banco de dados do Virtual Center. 12. Altere o indicador de configurações avançadas, LVM.EnableResignature, em um dos hosts VMware ESX para refazer a assinatura dos datastores e ativar o conjunto de zonas que foi criado na etapa 8. O conjunto de zonas criado na etapa 8 deve ser ativado neste momento. Uma nova verificação manual do barramento SCSI nos servidores VMware ESX deverá remover os dispositivos originais e adicionar os dispositivos encapsulados apresentados pelo EMC VPLEX. A Figura 37 mostra os datastores após a conclusão do processo de refazer assinatura. Como mostra a figura, o prefixo snap-xxxxxxxx foi adicionado ao rótulo original dos datastores. Planejamento de práticas recomendadas 31

32 Figura 37. Reassinatura de datastores em dispositivos VPLEX encapsulados 13. Depois da detecção dos dispositivos VPLEX e da nova assinatura dos datastores VMware, o parâmetro avançado LVM.EnableResignature deve ser definido como As máquinas virtuais que tiveram o registro cancelado na etapa 10 podem ser adicionadas novamente ao inventário do vcenter Server usando o Virtual Infrastructure Client, o vsphere Client ou utilitários de linha de comando com base no SDK do VMware. A Figura 38 mostra um exemplo desse processo. Figura 38. Adição de máquinas virtuais a partir de dispositivos VPLEX reassinados para o vcenter Server 15. Após a identificação e o registro apropriado das máquinas virtuais, elas poderão ser ligadas. O processo descrito acima usou a interface de linha de comando do VPLEX para executar a operação de gerenciamento no EMC VPLEX. No entanto, as mesmas operações podem ser executadas por meio da interface GUI de gerenciamento fornecida pelo VPLEX. Planejamento de práticas recomendadas 32

33 Implementações VMware em um ambiente VPLEX Metro O EMC VPLEX vai além das barreiras físicas do data center e permite que os usuários tenham acesso simultâneo aos dados de diferentes locais geográficos 1. Essa função em um contexto VMware habilita recursos que não estavam disponíveis anteriormente. Especificamente, a capacidade de acessar simultaneamente o mesmo conjunto de dispositivos, independentemente do local físico, permite a existência de clusters separados geograficamente com base na plataforma de virtualização VMware 2. Isso viabiliza o compartilhamento transparente de carga entre vários locais, além de flexibilidade para migrar cargas de trabalho entre locais, antes de eventos planejados como a manutenção de hardware. Além disso, no caso de um evento não planejado que interrompa os serviços em um dos data centers, os serviços com falha poderão ser reiniciados com rapidez e facilidade no local sobrevivente, com o mínimo de esforço. Ainda assim, o planejamento do ambiente VMware deve fazer frente a uma série de possíveis cenários de falha e mitigar os riscos de interrupção nos serviços. Os parágrafos a seguir discutem as práticas recomendadas para o planejamento do ambiente VMware para garantir uma solução ideal. Para obter mais informações sobre a configuração do EMC VPLEX Metro, os leitores devem consultar o livro técnico EMC VPLEX Architecture and Deployment: Enabling the Journey to the Private Cloud (A arquitetura e a implementação do EMC VPLEX: viabilizando a jornada rumo à nuvem privada) disponível no Powerlink. Configuração de cluster VMware Um cluster VMware HA usa um heartbeat para determinar se os nós de mesmo nível no cluster estão acessíveis e respondem. Em caso de falha na comunicação, o software VMware HA executado no servidor VMware ESX normalmente utiliza o gateway padrão para que o kernel do VMware possa determinar se ele deve ser isolado. É um mecanismo necessário, já que, em termos de programação, é impossível determinar se uma falha na comunicação se deve a falhas no servidor ou na rede. O mesmo problema fundamental apresentado acima a dúvida se a falta de conectividade entre os nós dos clusters VPLEX se deve a uma falha de comunicação da rede ou a uma falha local se aplica aos clusters VPLEX separados por distâncias geográficas. Uma falha na rede é administrada pelo EMC VPLEX por meio da suspensão automática de todo o I/O para um dispositivo ("desconectado") em um dos dois locais, com base em um conjunto de regras predefinidas. As operações de I/O no outro local para o mesmo dispositivo continuam normalmente. Além disso, como as regras são aplicadas a cada dispositivo, é possível ter dispositivos ativos em ambos os locais, em caso de uma partição da rede. A imposição das regras para minimizar o impacto das interrupções na rede interfere no caso de uma falha no local. Nesse caso, com base nas regras que definem o local que será desconectado em caso de falha nas comunicações, o cluster VPLEX no local sobrevivente suspende automaticamente o I/O para alguns dos dispositivos no local sobrevivente. Para solucionar esse problema, o software VPLEX permite a retomada manual do I/O para os dispositivos desconectados. Contudo, uma discussão mais detalhada sobre como executar essas operações está além do escopo deste white paper. O livro técnico EMC VPLEX Architecture and Deployment: Enabling the Journey to the Private Cloud (A arquitetura e a implementação do EMC VPLEX viabilizando a jornada rumo à nuvem privada) deve ser consultado para obter mais informações sobre o EMC Metro-Plex. A Figura 39 mostra a configuração de cluster recomendada para as implementações VMware que utilizam dispositivos apresentados pelo EMC VPLEX Metro. Podemos observar na figura que a plataforma de virtualização VMware é dividida em dois clusters VMware separados. Cada cluster envolve os servidores VMware ESX em cada data center físico (Site A e Site B). No entanto, ambos os clusters VMware são gerenciados por uma só entidade de Datacenter, que representa a combinação lógica de vários locais físicos envolvidos na solução. A figura também mostra, nas imagens ampliadas, as configurações de cada cluster. As imagens mostram que o VMware DRS e o VMware HA estão ativos em cada cluster, dessa maneira restringindo a um só local físico o domínio de operação desses componentes da oferta VMware. 1 Embora a arquitetura do VPLEX seja planejada para dar suporte ao acesso simultâneo em vários locais, a primeira versão do produto aceita uma configuração de dois locais separados por uma distância síncrona. 2 A solução requer a extensão de VLAN para data centers físicos diferentes. Tecnologias como o Overlay Transport Virtualization (OTV) da Cisco podem ser exploradas para oferecer esse serviço. Planejamento de práticas recomendadas 33

34 Figura 39. Configuração de clusters VMware usando dispositivos do EMC VPLEX Metro Ainda que a Figura 39 mostre apenas dois clusters VMware, é possível dividir os servidores VMware ESX de cada local físico em vários clusters VMware. O objetivo da configuração recomendada é impedir o entrelaçamento dos servidores ESX de vários locais em um só objeto de cluster VMware. Os datastores VMware apresentados para a representação lógica dos data centers físicos conjuntos (Site A e Site B) são mostrados na Figura 40. A figura mostra que vários datastores VMware são apresentados em ambos os data centers 3. Por isso, a separação lógica do VMware DRS e do domínio VMware HA não causa nenhum impacto (como será discuto na próxima seção) na capacidade do VMware vcenter Server de migrar com transparência as máquinas virtuais executadas no cluster designado, de cada local para sua contraparte. A figura também destaca que uma configuração do VPLEX Metro por si só não implica na necessidade de replicar todos os volumes virtuais criados no EMC VPLEX Metro para todos os locais físicos de data center 4. No entanto, as máquinas virtuais hospedadas em datastores, por sua vez encapsulados em volumes virtuais com uma só cópia dos dados, e apresentadas para o cluster VMware nesse local são vinculadas a este e não podem ser migradas sem interrupções para o segundo local e oferecer, ao mesmo tempo, proteção contra eventos não planejados. A necessidade de hospedar um conjunto de máquinas virtuais em volumes virtuais não replicados pode ser motivada por uma série de motivos, inclusive a importância para os negócios representada pelas máquinas virtuais hospedadas nesses datastores. 3 A criação de um datastore compartilhado, que seja visível para os servidores VMware ESX em ambos os locais, é possível por meio da criação de um dispositivo distribuído no EMC VPLEX Metro. A discussão detalhada sobre os procedimentos para criar dispositivos distribuídos está além do escopo deste documento. Os leitores interessados devem consultar o livro técnico EMC VPLEX Architecture and Deployment Enabling the Journey to the Private Cloud (A arquitetura e a implementação do EMC VPLEX viabilizando a jornada rumo à nuvem privada) para obter mais informações. 4 É possível apresentar um volume virtual não replicado para os clusters VMware em ambos os locais. Nesse tipo de configuração, quando a atividade de I/O gerada no local sem uma cópia dos dados não estiver no cache do cluster VPLEX nesse local, ela será compensada pelo storage array que hospeda o volume virtual. Essa configuração pode resultar em graves penalidades de desempenho e não protege o cliente em caso de eventos não planejados no local que hospeda a replicação do storage array ou para uma migração única de máquinas virtuais entre data centers. Planejamento de práticas recomendadas 34

35 Figura 40. Exibição do armazenamento dos datastores apresentados aos clusters VMware A Figura 41 é uma extensão das informações mostradas na Figura 40. A figura inclui informações sobre as máquinas virtuais e os datastores na configuração usada neste estudo. A figura mostra que um datastore hospeda máquinas virtuais que estão em execução em um só local físico. A figura também mostra o WWN do dispositivo SCSI que hospeda o datastore "Distributed_DSC_Site_A". A configuração do volume virtual do VPLEX Metro com o WWN exibido na Figura 41 aparece na Figura 42. A figura mostra que o volume virtual é exportado para os hosts no cluster VMware no Site A. Planejamento de práticas recomendadas 35

36 Figura 41. Visualização dos datastores e das máquinas virtuais usados neste estudo Planejamento de práticas recomendadas 36

37 Figura 42. Informações detalhadas sobre um volume Metro-Plex apresentado a um ambiente VMware A Figura 43 mostra as regras aplicadas no volume virtual que hospeda o datastore Distributed_DSC_Site_A. Na figura, podemos observar que as regras foram configuradas para suspender o I/O no Site B em caso de uma partição da rede. Portanto, as regras garantem que, quando houver uma partição de rede, as máquinas virtuais hospedadas no datastore Distributed_DSC_Site_A não serão afetadas. Do mesmo modo, para as máquinas virtuais hospedadas no Site B, as regras foram configuradas para garantir que o I/O desses datastores não seja afetado em caso de uma partição de rede. Figura 43. Visualização das regras de desconexão em dispositivos VPLEX distribuídos Planejamento de práticas recomendadas 37

38 Migração sem interrupções de máquinas virtuais com o VMotion A Figura 44 mostra um exemplo da capacidade de migrar máquinas virtuais em execução entre o cluster e entre data centers físicos. A figura mostra claramente que, sob a perspectiva do VMware vcenter Server, o local físico dos data centers não desempenha nenhuma função para permitir a movimentação de cargas de trabalho ativas entre sites compatíveis com o EMC VPLEX Metro. Figura 44. O vcenter Server permite a migração ativa de máquinas virtuais entre locais A Figura 45 mostra um snapshot durante a migração sem interrupções de uma máquina virtual de um local para outro. Apresenta também o console da máquina virtual durante o processo de migração, destacando a ausência de impacto na máquina virtual durante o processo. Planejamento de práticas recomendadas 38

39 Figura 45. A progressão do VMotion entre dois locais físicos É importante observar que a EMC não recomenda a migração de uma só máquina virtual de um local para outro, já que isso rompe com o paradigma analisado nos parágrafos anteriores. Uma migração parcial das máquinas virtuais hospedadas em um datastore pode causar interrupções desnecessárias no serviço em caso de partição de rede. Por exemplo, após uma migração bem-sucedida da máquina virtual IOM02, mostrada na Figura 44 e na Figura 45, se houver uma partição da rede, as regras em vigor nos dispositivos hospedados no datastore suspenderão o I/O no local em que a máquina virtual migrada está sendo executada. A suspensão de I/O resultará em uma interrupção abrupta dos serviços fornecidos pela IOM02. Para impedir um evento inconveniente como esse, a EMC recomenda migrar todas as máquinas virtuais hospedadas em um datastore e então alterar as regras em vigor no dispositivo que hospeda o datastore afetado. As novas regras devem garantir que o I/O para o dispositivo continue no local de destino da migração. Planejamento de práticas recomendadas 39

40 Alterando a configuração de volumes não replicados do VPLEX Metro Como foi mencionado nos parágrafos anteriores, o EMC VPLEX Metro não restringe a configuração do volume virtual exportado pelo cluster. A configuração do VPLEX Metro pode exportar uma combinação de volumes virtuais replicados e não replicados. As necessidades dos negócios geralmente ditam o tipo de volume virtual que precisa ser configurado. No entanto, se essas necessidades sofrerem mudanças, a configuração do volume virtual em que as máquinas virtuais estão hospedadas poderá ser alterada para um volume virtual replicado e oferecida para vários clusters VMware em diferentes locais físicos a fim de fornecer acesso simultâneo, tudo isso sem causar interrupções. A Figura 46 mostra o datastore Conversion_Datastore que, no momento, está disponível somente em um cluster hospedado em um só local (neste caso, no Site A). Portanto, as máquinas virtuais presentes nesse datastore não podem ser migradas sem causar interrupções para o segundo local disponível na configuração 5 do VPLEX Metro, a menos que o acesso remoto seja habilitado no dispositivo em que o datastore Conversion_Datastore foi criado ou que a configuração do dispositivo VPLEX seja convertida para um dispositivo distribuído com cópias dos dados em ambos os locais. Figura 46. Datastore VMware disponível em um só local em uma configuração do Metro-Plex A Figura 47 mostra a configuração do volume virtual em que o datastore está localizado. A figura mostra que o volume virtual contém um só dispositivo disponível no mesmo local. Se uma mudança nas necessidades dos negócios exigir que o datastore seja replicado e disponibilizado em ambos os locais, a configuração poderá ser facilmente alterada, desde que haja armazenamento físico suficiente disponível no segundo local, que no momento não tem uma cópia dos dados. 5 Tecnologias como o Storage VMotion podem ser usadas para migrar a máquina virtual para um volume virtual VPLEX Metro que é replicado e está disponível nos dois locais, permitindo a migração da máquina virtual entre os locais sem causar interrupções. No entanto, essa abordagem pode tornar o processo desnecessariamente complexo. De qualquer modo, esse processo pode ser aproveitado para transportar máquinas virtuais que não toleram a sobrecarga da replicação síncrona. Planejamento de práticas recomendadas 40

41 Figura 47. Informações detalhadas sobre um volume virtual não replicado do Metro-Plex Abaixo é apresentado o processo para converter um dispositivo não replicado, encapsulado em um volume virtual, de modo que ele seja replicado para o segundo local e apresentado para o cluster VMware no segundo local. O processo consiste em quatro etapas: 1. Crie um dispositivo no local em que a cópia dos dados será mantida. O processo para criar um dispositivo, mostrado na Figura 48, não depende do sistema operacional do host e foi analisado na seção "Provisionando o armazenamento do VPLEX para ambientes VMware". Figura 48. Criação de um dispositivo no EMC VPLEX com a GUI 2. A próxima etapa é adicionar o dispositivo recém-criado como um espelho do dispositivo existente que precisa de proteção geográfica. A Figura 49 mostra esse processo e, assim como a etapa anterior, ele não depende do sistema operacional do host que utiliza os volumes virtuais criados com os dispositivos. Planejamento de práticas recomendadas 41

42 Figura 49. Alteração do tipo de proteção, de um dispositivo RAID 0 VPLEX para RAID 1 distribuído 3. Crie ou altere o mascaramento de LUNs no EMC VPLEX Metro para permitir que os servidores VMware ESX conectados aos nós no segundo local acessem o volume virtual que contém os dispositivos replicados. A Figura 50 mostra os resultados após a execução do processo. Planejamento de práticas recomendadas 42

43 Figura 50. Criação de uma exibição para expor o volume virtual VPLEX no segundo local 4. O volume virtual VPLEX recém-exportado, que contém dispositivos replicados, precisa ser detectado no cluster VMware no segundo local. Esse processo é semelhante a adicionar um dispositivo SCSI a um cluster VMware. A Figura 51 mostra o datastore replicado agora disponível em ambos os clusters VMware no Site A e no Site B após a nova verificação do barramento SCSI. Figura 51. Visualização de servidores VMware ESX que têm acesso a um datastore vcenter Server virtualizado no VPLEX Metro A VMware aceita instâncias virtualizadas do vcenter Server versão 4.0 ou posterior. A execução do vcenter Server e dos componentes associados em uma máquina virtual proporciona aos clientes grande flexibilidade e praticidade, já que os benefícios de um data center virtual podem ser explorados por todos os componentes de uma implementação VMware. No entanto, em um ambiente EMC VPLEX Metro, a implementação descuidada de um vcenter Server executado em uma máquina virtual pode apresentar desafios interessantes no caso de uma falha no local. Isso se aplicará principalmente se o vcenter Server for usado para gerenciar ambientes VMware também implementados no mesmo cluster do EMC VPLEX Metro. Como foi discutido nos parágrafos anteriores, no caso de uma falha no local ou de uma partição de rede ente os locais, o EMC VPLEX suspende automaticamente todo o I/O em um local. O local em que o I/O é suspenso é determinado por um conjunto de regras que são ativadas quando ocorre o evento. Esse comportamento pode aumentar o RTO no caso de uma falha no local e se o VMware vcenter Server estiver localizado em um volume distribuído EMC VPLEX replicado em ambos os locais. O problema pode ser mais bem explicado com um exemplo. Planejamento de práticas recomendadas 43

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